深圳大學(xué)光學(xué)實驗主要儀器、光路調(diào)整與技巧

1、深圳大學(xué)-光學(xué)實驗主要儀器、 光路調(diào)整與技巧作者:日期:深圳大學(xué)實驗報告課程名稱:工程光學(xué)（1）實驗名稱:實驗一光學(xué)實驗主要儀器、光路調(diào)整與技巧學(xué)院:光電工程學(xué)院專業(yè):指導(dǎo)教師:報告人:學(xué)號:組別:2015 年實驗時間:實驗報告提交時間:教務(wù)處制一、實驗?zāi)康呐c要求：掌握光學(xué)專業(yè)基本元件的功能；掌握基本光路調(diào)試技術(shù)，主要包括共軸調(diào)節(jié)和調(diào)平行光二、實驗器材：光學(xué)實驗儀器主要包括：光源，光學(xué)元件，接收器等。1)2)3)4)5)6)7)氦氖激光器 激光夾持器 顯微物鏡 物鏡接圈 開口透鏡/反射鏡支架(20.0 一維調(diào)節(jié)滑塊K9平凸透鏡(40.0, f150.08) 燕尾式平移臺9) 分化板10)11)

2、12)13)14)透鏡/反射鏡支架(40.0 干板架 毛玻璃平行平晶導(dǎo)軌，滑塊，支桿，調(diào)節(jié)支座，磁 力表座等三、實驗原理： 光路調(diào)試技術(shù)在光學(xué)實驗中，光學(xué)元件同軸等高的調(diào)節(jié)是實驗中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，它 關(guān)系到成像質(zhì)量的好壞、能否得到預(yù)期的光學(xué)現(xiàn)象和滿意的測量結(jié)果。可以說調(diào) 整好光路是進(jìn)行光學(xué)研究和光學(xué)實驗應(yīng)具備的技能。下面介紹光路的基本調(diào)整方 法。3.2 .1共軸調(diào)節(jié)光學(xué)實驗中經(jīng)常要遇到用一個或多個透鏡同時成像 ，為了獲得較好的像，必須 使各個透鏡的主光軸重合(即共軸)，并使物體位于透鏡的主光軸附近。另外， 為 了最大限度的利用激光擴(kuò)束后的面光源，所有透鏡的主軸都需要大致通過光斑中 心,

3、才能獲得清晰的像。共軸調(diào)節(jié)使物、觀察屏的中心處在透鏡光軸上，并使各光學(xué)元件共軸，達(dá)到共 軸能保證近軸光線的條件成立。共軸調(diào)節(jié)一般分為兩步驟進(jìn)行：1) 第一步粗調(diào),即用眼睛觀察，使物、觀察屏與透鏡中心大致在一條直線上。粗調(diào)的方法如下：通過前后移動白屏的方法先使激光光束與臺面平行，再將透明物、擴(kuò)束鏡、雙凸透鏡依次擺好，調(diào)節(jié)它們的取向和高低左右位置，憑眼睛觀察，再讓光斑、物、鏡的幾何中心處在一條直線上，這樣便使透鏡鏡的主光軸與平臺 面平行且共軸，光斑也最大限度得到利用。2) 第二步細(xì)調(diào)，即移動透鏡，當(dāng)兩次成像中心重合即達(dá)到共軸，若不重合， 須視情況針對性地調(diào)節(jié)各光學(xué)元件，直至兩次成像的中心重合。如果

4、系統(tǒng)有兩個 以上的透鏡，先加入一個透鏡調(diào)節(jié)共軸，然后再依次加入透鏡，使每次所加透鏡都與 原系統(tǒng)共軸。反射鏡共軸的調(diào)節(jié)方法類似。3.2.2平行光束的獲得與檢測在光學(xué)實驗中，經(jīng)常要用到準(zhǔn)直性良好的平行光束。這可以在擴(kuò)束鏡和針孔濾波器之后加入準(zhǔn)直透鏡來獲得。準(zhǔn)直透鏡的前焦點應(yīng)于擴(kuò)束鏡的后焦點重合，并且二者的光軸也應(yīng)一致。準(zhǔn)直透鏡通常使用口徑較大、焦距較長的雙膠合透鏡，這樣可以獲得截面較大的光束，以便處理較大一些的圖像。在要求不太高的實驗中,也可使用單片的正透鏡作為準(zhǔn)直透鏡。平行光束的調(diào)整步驟如下:1）調(diào)整擴(kuò)束鏡和準(zhǔn)直鏡共軸，如圖1-2所示。圖1-2共軸調(diào)節(jié)示意圖2）粗調(diào)-自準(zhǔn)直法。沿光束傳播方向，前

5、后軸向移動準(zhǔn)直透鏡，直到從自準(zhǔn) 直反射鏡反射回來的自準(zhǔn)直像落在針孔表面，并于針孔重合?；蛘咴跍?zhǔn)直鏡后放一觀察屏，如圖1-3所示，前后移動，觀察準(zhǔn)直后光斑的變化，若在一個較大范圍 內(nèi)光斑直徑幾乎無變化，可視為準(zhǔn)直成功，完成粗調(diào)。在調(diào)節(jié)中要注意光斑變化和準(zhǔn)直鏡移動方向的關(guān)系，從而很快達(dá)到粗調(diào)的效果。觀察圖1-3平行光路粗調(diào)示意圖3）細(xì)調(diào)-剪切干涉法。如有條件，可以選用平晶進(jìn)行細(xì)調(diào)。在準(zhǔn)直鏡后,傾斜放置一平行平晶，觀察平晶兩表面反射光束重疊部分產(chǎn)生的剪切干涉條紋，如圖1-4所示，沿光軸前后微移動準(zhǔn)直透鏡，使條紋漸漸由密變疏，直到條紋最寬或1tt2O /JI 四、實驗內(nèi)容與步懸(1)參照圖1 -6沿導(dǎo)

6、軌裝妥各器件(先不安裝擴(kuò)束顯微物鏡和準(zhǔn)直平凸透鏡部分),并調(diào) 至共軸。圖1-6激光平行光路調(diào)試裝配示惹禹(2)首先將分劃板中心通孔高度定為光軸高度，將分劃板移至貼近激光器的位置，調(diào)節(jié) 激光器高度，使激光束通過分劃板中心圓孔。再將分劃板移至較遠(yuǎn)處，調(diào)節(jié)激光夾持器，使激光束再次通過分劃板中心圓孔(近端調(diào)高低，遠(yuǎn)端調(diào)俯仰)。重復(fù)二三次高低和俯仰調(diào)節(jié)，使激光束在合適的高度保證基本水平。(3)在系統(tǒng)中加入擴(kuò)束物鏡和準(zhǔn)直透鏡，適當(dāng)調(diào)節(jié)激光束和擴(kuò)束鏡，準(zhǔn)直透鏡共軸，且準(zhǔn)直透鏡在擴(kuò)束鏡的前焦面上。 前后移動分劃板，觀測分劃板上的圓斑大小是否變化。若變化，則前后移動準(zhǔn)直透鏡，直到前后移動分劃板，板上的圓斑大小不發(fā)生 變化，完成平行光粗調(diào)。(4)將分劃板替換為平行平晶，將毛玻璃放在在平行平晶反射光路上，前后移動準(zhǔn)直透鏡，使得毛玻璃上可以觀察到干涉條紋。(5 )細(xì)微調(diào)節(jié)平移臺絲桿，觀察干涉條紋變化，使得條紋數(shù)逐漸減少到一條或半條條紋, 完成細(xì)調(diào)。五、實驗數(shù)據(jù)記錄：要求：如實記錄實驗過程和現(xiàn)象以及相關(guān)數(shù)據(jù)，圖表繪制要規(guī)范。六、實驗數(shù)據(jù)分析及思考題： 要求:對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，回答實驗講義或?qū)嶒灛F(xiàn)場遇到的思考題。七、實驗結(jié)論：要求:簡要總結(jié)